换热器管板规格工艺
换热器管板设计
换热器管板设计计算管析是管壳式换热器的主要部件。
管板的设计是否合理对确保换热器的安全运行、节约金属材料，降低制造成本是至关重要的。
在此采用GB151标准中管板计算方法来设计计算管板。
（1）管板采用延长部分兼作法兰的管板形式。
结构如图2.2所示，图2-2 管板结构图结构尺寸数据列表2－6：（2）计算A ——壳程圆筒内直径横截面积，2mm ；222i 0.785800502654.84π==⨯=D A mms δ——壳程圆筒的厚度，mm ；s A ——圆筒壳壁金属横截面积，2mm ；2i () 3.148(8008)20307.3πδδ=+=⨯⨯+=s s s A D mmt δ——换热管壁厚，mm ；a ——单根换热管管壁金属横截面积，2mm ；2o () 3.14 2.5(25 2.5)176.6πδδ=-=⨯⨯-=t t a d mm2220176.638857.5=⨯=na mml A ——管板开孔后的面积，2mm ； 对于固定管板式换热器2223.1425502654.8220394662.644π⨯=-=-⨯=o l d A A n mmd A ——在布管区范围内，因设置隔板槽和拉杆结构的需要，面未能被换热管支承的面积，2mm ；对于三角形排列2'(0.866)1832(600.86632)18598=-=⨯⨯-⨯=d n A n S S S mmt A ——管板布管区的面积，2mm ； 对于多管程，三角形排列的换热管2220.8660.8662203218598213690.5=+=⨯⨯+=t d A nS A mmt D ——管板布管区当量直径，mm ；708.9===t D mmt E ——换热管材料的弹性模量，MPa ；L ——换热管有效长度（两管板内侧间距），mm ；t K ——管束模数，MPa ；对于固定式32061038877.23842.6(300060)708.9⨯⨯===-⨯t t t E na K MPa LDi ——换热管的回转半径，mm ；0.258===i mmcr l ——换热管受压失稳当量长度，mm ； 按GB151图32，确定为320=cr l mm[]σcr ——换热管稳定许用应力，MPa ；r C ——系数127.9r C ππ===因32040127.98==<=cr r l C i 故有/1140[]12451103.362222128σσ⎡⎤⎡⎤=-=⨯⨯-=⎢⎥⎢⎥⨯⎣⎦⎣⎦t cr cr s r l i MPa C λ——系数394662.60.785502654.8λ===l A A Q ——换热管束与圆筒刚度比，当壳体不带波形膨胀节时20638877.21.8920920307.3⨯===⨯t s s E na Q E A β——系数38877.20.098394662.6β===l na A s ∑——系数0.60.60.4(1)0.4(1 1.89) 2.60.785λ∑=++=++=s Q t ∑——系数110.4(1)(0.6)0.4(10.098)(0.6 1.89) 3.60.785βλ∑=+++=⨯+++=t Q t ρ——系数708.90.886800ρ===t t i D D K ——换热管加强系数12128001.318 6.0530＝[[=⨯=Kk ——管板周边不布管区无量纲宽度(1) 6.05(10.886)0.69ρ=-=⨯-=t k Kυ——管板材料泊松比，取0.3υ=μ——管板强度削弱系数，一般可取0.4μ=η——管板刚度削弱系数，一般可取μ值f δ——管板延长部分的法兰（或凸缘）厚度，mm ；f δ'——壳体法兰（或凸缘）厚度，mm ； f δ''——管箱法兰（或凸缘）厚度，mm ；ω'——系数，按//s i f i D D δδ'和查GB151图26，得0.00021ω'=；ω''——系数，按//h i f i D D δδ''和查文献[3] 图4-24得0.00063ω''=； f K ——管板边缘旋转刚度参数，MPa ； 对于固定管板其延长部分兼作法兰f f K K '=f K '——壳程圆筒与法兰（或凸缘）的旋转刚度参数，MPa ；3333221[()]12122091070230[()0.0002120910]12800708004.8δω''''==++⨯⨯⨯⨯=⨯⨯+⨯⨯+=f f f f f s i f iE b K K E D b D MPaf K ''——管箱圆筒与法兰（或凸缘）的旋转刚度参数，MPa ；3333221[()]12122091070230[()0.0006320910]128007080017.7δω''''''''=++⨯⨯⨯⨯=⨯⨯+⨯⨯+=f f f f h i f iE b K E D b D MPaf K ——旋转风度无量纲参数； 对于固定式管板 33.14 4.89.810441431.2π-⨯===⨯⨯ff tK K K1m ——管板第一弯矩系数，按f K K 和查GB151图27,得10.13=m 2m ——管板第二弯矩系数，按K Q 和查GB151 图28,得2 2.14=mm ——管板总弯矩系数120.130.3 2.140.6110.3υυ++⨯===++m m m1G ——系数因0m >,所以取11e i G G 与中较大值。
管壳式换热器通用工艺守则(修改)
张家港化工机械股份有限公司Q/ZHJ05.03-2010 管壳式换热器通用工艺守则编制:校对:审批:日期:管壳式换热器通用工艺守则本守则若与图样及工艺文件有矛盾时，应按图样及工艺文件为准，低于国家有关标准时以国家标准为准，反之以本守则为准。
1、材料1.1制造换热容器的主要受压元件（如壳体、封头、换热管等）的材料，质量及规格应符合国标、部标和有关技术条件要求。
材料证明上的内容按有关规定必须填写齐全。
采用国外材料时，应按《固定式压力容器安全技术监察规程》的第2.9条要求进行检验、验收及复验。
1.2 含碳量大于0.25%的材料不得用于焊制换热容器。
1.3制造换热容器的材料标准，热处理状态及许用应力值按GB150及GB151的规定。
1.4钢板的表面应光滑平整，不得有裂纹、分层、气泡、夹杂、结疤等缺陷。
钢板表面存在的深度缺陷不得超过钢板厚度公差1/2的下限，个别损伤，允许用细砂轮清除，但不得低于钢板厚度名义尺寸的下偏差。
1.5钢板的低倍组织不得有肉眼可见的缩孔、裂纹和夹杂。
1.6换热管的内外表面不得裂纹、折迭、轧折、离层、发纹和结疤缺陷存在，上述个别缺陷其深度未超过管壁厚负偏差时允许清除，并进行压力试验合格。
1.7 对于双管板换热器，换热管和管板材料还应符合以下要求：1.7.1换热管应采用较高级精度的管子，换热管外径的许用偏差控制在±0.10mm，管子壁厚偏差为±7%。
1.7.2换热管应按材料的不同规定材料的硬度。
1.7.3根据换热管材料的力学性能要求对管板的屈服强度和硬度提出采购要求。
通常将硬度差控制在管板比换热管硬度高HB30~HB60。
1.8 所有材料都必须有接货检验记录，并按公司相关规定进行标识。
1.9 材料在切割前应将标记进行移植。
2、筒体制造2.1施工者根据施工图，要求画下料展开图。
2.1.1焊缝布置：a、立式换热器左右对称布置。
b、卧式换热器，水平线以上部位对称布置（并不被鞍座覆盖）。
固定管板式换热器制造工艺
2012年05月第13期科技视界Science &Technology Vision随着社会的不断发展,大量的生活小区在不断的进行改造和建设,小区如何取暖就成了一个现实问题。
正是在这种状况下,换热器的开发、生产应允而生。
我公司目前已经成功制造了多个系列的换热器产品,并且使用效果良好。
现就非常普及的一种管板式换热器的制造工艺做一论述,给今后同类型的产品制造提供一定的经验。
固定管板式换热器属压力容器产品,结构形式如图1。
图1换热器基本结构示意图主要由上管帽、下管帽和壳程三大部分组成;每一部分又由许多零部件构成,尤其壳程部分零件数量最多,结构复杂,吨位大,给生产带来很大困难。
如何在工艺上采取有效措施保证壳程制造质量,是生产整个换热器的关键。
壳程是换热器的心脏部分,直径ϕ1800、筒体δ16、材质16MnR。
紫铜换热器(ϕ19×2),数量众多。
壳程上换热器与管板间采用强力焊加贴胀的连接结构形式。
壳程制造完后,要作1.25MPa 水压试验。
其中穿管、胀管、焊管是制造壳程的关键。
为了顺利完成该产品的生产任务,我们在工艺上采取了相应的措施,对各主要零部件的生产环节及壳程组装环节进行了严格控制,取得了较为理想的结果。
下面介绍工艺过程。
1零部件的加工要求该换热器连接部分多,孔的数量很大,加工要求高。
因此,在工艺上对各部件间的加工提出了如下要求。
1.1管板在钻管孔时,要求将上、下管板、折流板按装配位置由上而下(即上管板在上、折流板在中、下管板在下)叠在一起钻孔,便于保证管孔同心度。
在划管孔线时,同时在上管板上划出装配用十字线,打上0°、90°、180°、270°标记,并引至折流板及下管板上。
后续工序不得将标记加工掉。
1.2与管板一起加工完的折流板,三块叠在一起扩钻孔至图纸要求,并划线钻出拉杆孔,便于保证同心度。
(十字线标记在车外圆时移植至端面上)。
1.3上管板与上管帽上的大法兰,下管板与下管帽上的法兰的连接孔应分别配钻成。
换热器管板堆焊工艺简析
换热器管板堆焊工艺简析来源：西部石化网时间： 2010-12-30 字体: 大中小换热器管板堆焊工艺石亮（天津冠杰石化工程有限公司）摘要：以某石化公司油浆蒸汽发生器的管束制造为例，针对换热器管板堆焊变形大、容易产生堆焊裂纹等特点，通过采用反变形法，制定合理的焊接工艺和焊接顺序，确保了管板的制造质量。
前言本公司承接了某石化公司的油浆蒸汽发生器管束制造任务，原设备经过0.5a时间的运行，在管束管板的管程侧，换热管和管板的焊缝以及管板本身发生开裂，导致整套管束报废，需重新制作1套。
分析原设备报废的原因，主要是由于管板堆焊的质量问题引起的，因此在新设备制造时，将关键控制点集中在管板的堆焊质量及编制实施正确、合理的制造工艺上。
1·油浆蒸汽发生器的材质及规格油浆蒸汽发生器是催化裂化装置的重要设备，为浮头式换热器，管束材质1Cr18Ni9Ti，规格准25mm×2．5 mm，数量为1 200根，自身质量为16．85t。
固定管板、浮动管板的材质均为16Mn锻＋0Cr18Ni9复合层，固定管板的规格为准1 708 mm×216 mm，浮动管板的规格为准1 562 mm×216mm，其中管程侧堆焊复合层，堆焊厚度为10 mm。
2·油浆蒸汽发生器的制造难点综合分析，此套设备具有2个制造难点：（1）管板直径较大，为准1 708/准1 562 mm，单面堆焊容易引起凹陷变形。
（2）管板厚度为216 mm，堆焊时预热及道间温度控制不当易引起焊接裂纹。
综合考虑以上两方面，以固定管板为例，决定采用反变形法控制管板的焊接变形，同时采取多人同时分区堆焊的方法，以保证管板的堆焊质量。
3·制造工艺3．1毛坯检验管板锻造后应进行正火＋回火热处理，并进行100％的超声波探伤，按JB/T4730—2005检验，Ⅰ级合格；同时，进行硬度复验，其硬度值≤HB220。
各项检验合格后方可进行堆焊。
换热器管子与管板焊接方法
换热器管子与管板焊接方法:1、管板管孔加工：。
孔径、孔距符合图纸要求，孔内坡口1x45o，所有管孔内表面粗糙度6.32、管子装配：管头、管孔除油和清洁，管端伸出管板4mm（管外径19.05），加工到等高并用TIG焊进行管子固定。
3、自动GTAW焊接：(1).第一道自熔不加丝封底.(2).然后两道自动GTAW加焊丝，连续两道以确认焊加强高2mm（管外径19.05），自动GTAW 操作使用24V，150～90A，矩形脉冲直流电流。
(3).最后一道不加丝焊收口，保证焊缝外观光滑，自动GTAW外观上要有足够的加强高度2～2.5mm，对伸出管端头没有任何切口或破坏。
(4).所有管子和管板焊缝最终要进行100％PT，（根部和层间PT不推荐使用，由于可能引入染料的外部污染影响焊接质量）。
(5).在所有焊接和PT结束后，对每根管子进行贴胀。
(6).所有管子和管板连接自动GTAW焊缝在水压试验之前，应进行1％NH3，0.7MPA的气体渗透试验（壳侧），所有焊缝应保持干燥状态并且如果发现缺陷可以进行修理。
(7).如果自动管子管板连接的GTAW焊缝发现泄漏或缺陷，禁止使用手工补焊，正确返修方法如下：(a).首先用转动工具切掉缺陷焊缝(b).用此工具加工孔内部1x45o坡口(c).依据自动GTAW程序重新焊接。
关于换热器管板与换热管联接质量问题的探讨本讨论话题很好，也是我们工作中所遇到的一个重要而普遍实际具体问题，从中受益匪浅，在此感谢大家！单位里实际生产中，不太重视这个问题，相关工艺欠缺或不完善不详细，很盲目不科学一味凭经验操作，事先不做相关焊接工艺评定，不做胀管试验，随便胀焊，特别是在胀接时没有什么顺序，质量很难以保证的。
请教大家以下问题:1、胀管率怎么确定？顺序怎么为好？2、MOCK—UP模拟产品怎么做？胀焊前是否不同型每台产品都要做？3、是否有完善的胀管工艺提供可学习参考一下？。
列管式换热器的典型制造工艺
的圆度 线 度 Dmax-Dmin
•
线
DN
• 要求更<
表 2- 23。
<4.5mm
1格000)。L 且对壳•体的内<
<6mm
差 00 )L 同 一断面上的直径差列于
表2 - 2 3
壳体同一断面上的直径差
壳体内径过大或圆度误差会引起壳程介质短路而降低换热效率 。壳体的直线 度误差会影响管束的抽装 ，对其要求列于表 2-24。
表 2-24 壳体的直线度要求
2. 管板
管板的作用是固定管子的。一般采用 Q235、20等碳素钢和16Mn、15MnV 等低合 金钢制作；可以用锻件或热轧厚钢板作坯料 ，当管板的厚度较大时 ，原则上使用锻 件 ， 因为钢板愈厚 ，其轧压比愈小 ，钢板内部缺陷存在的可能性愈大 。 管板是典型的群孔结构 ，单孔质量会影响管板的整体质量 ，所以孔加工方法的选择 至为重要 。群孔加工有下列方法：
2-26。
3. 折流板
下图为最常用的 20%DN 圆缺高度的弓形折流板，为保证加工精度和效率， 常将圆板 坯以 8～10 块为一叠进行钻孔和切削加工外圆 ，折流板孔的允许 偏差列于表 2-26。
4. 管子
换热器的管表面就是传热面积。常用管子外径 10~57 (mm)；其长度一 般用 2000 、 3000 、6000(mm)等 。管子应作下列试验： 以管子数的 5％ ，且 不少于 2 根作 力 、硬度 和扩口等抽样检验；进行水压试验（试验压力为 设计压力的(1.5 2)倍 ，合格者才可使用。
列管式换热器的典型制造工艺
制作人：Leo
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目录
一、列管式换热器简介 1、壳体 2 、管板 3 、折流板 4 、管子
二、列管式换热器组装工艺 三、列管式换热器工艺流程
GBT 151-2014 热交换器讲解
9.3.1铝及铝合金
（1）设计参数：p≤16MPa，含镁量大于或等于3%的铝和铝合金，-269℃≤t≤65℃，其他牌号的铝和铝合金，-269℃≤t≤200℃；
（2）在低温下，具有良好的塑性和韧性；
（3）有良好的成型及焊接性能；
（4）铝和空气中的氧迅速生成Al2O3薄膜，故在空气和许多化工介质中有着良好的耐蚀性。
0.05～0.5
0.5～1.5
＞1.5
6.3腐蚀裕量的考虑原则
6.3.1各元件受到的腐蚀程度不同时，可采用不同的腐蚀裕量。
6.3.2考虑两面腐蚀的元件：管板、浮头法兰、球冠形封头、分程隔板。
6.3.3考虑内表面腐蚀的元件：管箱平盖、凸形封头、管箱、壳体、容器法兰和管法兰的内径面上。
6.3.4管板和平盖上开槽时：当腐蚀裕量大于槽深时，要加上两者的差值。
（7）用于制造压力容器壳体时，应在退火状态下使用。
9.3.4镍和镍合金
（1）设计参数：p≤35MPa；
（2）有良好的低温性能，可用到-269℃；
（3）具有良好的耐腐蚀性能；
（4）具有良好的成型性能。
（5）用于制造压力容器受压元件时，应在退火或者固溶状态下使用。
9.3.5锆及锆合金
（1）设计参数：p≤35MPa；
5.设计参数
5.1压力
5.1.1压差设计
同时受管、壳程压力作用的元件，当能保证制造、开停工、及维修时都能达到按规定压差进行管、壳程同时升、降压和装有安全装置时，方可按元件承受的压差设计。
5.1.2真空设计
真空侧的设计压力，应按GB150的规定，当元件一侧受真空作用，另一侧受非真空作用时，其设计压力应为两侧设计压力之和，即为最苛刻的压力组合。
剪切强度≥140MPa
热交换器生产工艺
热交换器生产工艺
1.管板的冲压成形
冲压是将金属板料或其它材料的坯料制成一定形状的零件的方法。
冲压是生产大型零部件和薄壁件的重要方法。
冲压成形工艺多用于生产大型零件，如轧钢、锻钢等。
2.折弯成型
冷弯型式有管状折弯机和平板式折弯机，管状折弯机一般用来生产各种管束、壳型换热器和管壳式换热器等；平板式折弯机则用于生产平板换热器壳。
3.焊接成形
焊接是将两块金属或两块以上金属板料通过各种不同的连接方法结合成一体，并保持其共同形状和尺寸的一种成型工艺，也称为焊接。
焊接又分为摩擦焊、超声波焊、埋弧焊等，常用的是摩擦焊和埋弧焊。
常见的管壳式换热器就是通过焊接而成。
4.弯曲成形
弯曲是将两块金属板料或多块金属板料通过一定形式进行弯曲，形成一定形状的零件的成形工艺方法，包括卷边、拉伸、冲压、弯曲等。
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换热器管板规格工艺
换热器是工业生产中最常用的换热设备，在制造过程中应严格执行《压力容器安全技术监察规程》和GB151《管壳式换热器》及相关标准的规定。
另外管板还应按照相应的工艺要求进行换热器的制造、检验、验收。
换热器管板规格工艺1、拼接管板的对接接头要用100%射线或超声检测，按JB/T4730射线检测不低于Ⅱ级，或符合超声检测中的Ⅰ级才为合格。
换热器管板规格工艺2、除不锈钢外，拼接后管板应作消除应力热处理。
换热器管板规格工艺3、堆焊复合管板堆焊前应作堆焊工艺评定；基层材料的待堆焊面和复层材料加工后（钻孔前）的表面，应按JB/T4730标准进行表面检测，检测结果不得有裂纹，成排气孔，并应符合Ⅱ级缺陷显示；不得采用换热管与管板焊接加桥间空隙补焊的方法进行管板堆焊。
换热器管板规格工艺4、管板中管孔表面粗糙度范围
（1）当换热管与管板焊接连接时，管孔表面粗糙度Ra值不大于25mm。
（2）当换热管与管板胀接连接时，管孔表面粗糙度Ra值不大于12.5mm。
换热器管板规格工艺5、换热管与管板胀接连接时，管孔不应有影响胀接紧密性的缺陷，如贯通的纵向或螺旋状刻痕等。
换热器管板规格工艺6、管板隔板槽密封面应与环形密封面平齐，或略低于环形密封面（控制在0.5mm以内），保证管箱与管板密封时，不至于因隔板与隔板槽硬碰硬而影响密封。